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解法:维亚佐夫斯卡用模形式解决8维与24维球堆积问题

第 4/9 步:在 d=8d=8 中由模形式构造魔法函数
通俗地说

构造一个在无穷多个精确半径(2,2,6,…\sqrt2, 2, \sqrt6, \dots)处都有二重零点的函数,用普通微积分看起来是不可能的,但模形式是上半平面上具有大量内建对称性的函数,一个世纪的数论已经提供了现成的工具(对它们作路径积分)来恰好制造出这种受无穷多约束的函数;维亚佐夫斯卡的洞见就是看出 E8E_8 堆积问题实际上是一个乔装打扮的模形式问题。

f=(1+lower order)⋅(quasimodular piece),d=8,  r=2f = (1 + \text{lower order}) \cdot \left(\text{quasimodular piece} \right), \quad d = 8,\; r = \sqrt{2}
详细分析

对 E8E_8 格而言,所需半径为 r=2r = \sqrt{2},与其最短向量长度一致。维亚佐夫斯卡将魔法函数 ff 构造为一个模积分变换(对 SL2(Z)\mathrm{SL}_2(\mathbb{Z}) 的弱全纯拟模形式作路径积分),精心设计使得 ff 及其傅里叶变换 f^\hat f 在 n≥1n\ge1 时 E8E_8 的每个非零向量长度 2n\sqrt{2n} 处都有二重零点,而模性强制 f(0)=f^(0)f(0) = \hat f(0)。

本步骤中的术语
弱全纯模形式
上半平面上的一个函数,在某个变换群(如 z↦−1/zz \mapsto -1/z)作用下按精确且高度对称的方式变换,除可能在一个边界点外都是全纯的,并且可以按 q=e2πizq=e^{2\pi i z} 展开成幂级数。
本步骤用到的知识